Module élastique, limite d'élasticité et densité.
Le tableau liste les quatre propriétés que consomment les autres calculatrices BeamMetric : le module de Young E pour la rigidité, la limite d'élasticité pour le début de la déformation permanente, le module de cisaillement G pour la torsion et la masse volumique pour le poids propre. Des valeurs sont données pour sept matériaux structuraux courants.
Les deux aciers répertoriés partagent E = 200 000 MPa et une masse volumique de 7 850 kg/m³, mais l'A992 atteint sa limite d'élasticité à 345 MPa contre 250 MPa pour l'A36 — 38 % d'avantage en résistance sans ajouter de rigidité. L'inoxydable 304 est proche avec E = 193 000 MPa et limite d'élasticité de 215 MPa.
L'aluminium 6061 (E = 69 000 MPa, 2 700 kg/m³) est environ un tiers aussi rigide et dense que l'acier, tandis que le titane Gr5 combine une limite d'élasticité de 880 MPa avec 4 510 kg/m³. Les deux bois, sapin de Douglas et pin du sud, encadrent E = 12 400–13 800 MPa à des masses volumiques de 530–590 kg/m³.
La rigidité est identique — les deux ont E = 200 000 MPa — mais l'A992 atteint sa limite d'élasticité à 345 MPa contre 250 MPa pour l'A36 : 38 % d'avantage en résistance à densité égale. Une poutre passant de l'A36 à l'A992 résiste à plus de charge avant de plastifier mais fléchit exactement autant.
Ils répondent à des questions différentes. E gouverne la flèche et le flambement, qui contrôlent souvent les grandes portées ; la limite d'élasticité gouverne la déformation permanente. Le titane Gr5 cède à 880 MPa — deux fois et demi l'A992 — mais son E de 114 000 MPa est à peine plus de la moitié de celui de l'acier, donc il fléchit bien plus sous la même charge.
Remarquablement, les métaux sont presque à égalité : E divisé par la masse volumique donne environ 25,5 pour l'acier (200 000/7 850), 25,6 pour l'aluminium 6061 et 25,3 pour le titane Gr5 dans des unités correspondantes. Les métaux légers gagnent en poids absolu, pas en rigidité spécifique — même le sapin de Douglas atteint environ 23,4.
La torsion et la déformation par cisaillement dépendent de G et non de E, et le rapport diffère selon le matériau : le G de l'acier de 79 300 MPa représente environ 40 % de son E, tandis que les 810 MPa du sapin de Douglas ne représentent que 6,5 % de son E — le bois est disproportionnellement souple en torsion.